三门峡水库环境影响综合评价,本文主要内容关键词为:水库论文,综合评价论文,环境论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
中图分类号:X820.3;P941.78文献标识码:A文章编号:1003-2363(2003)05-0077-04
三门峡水库库区地处中条山和秦岭之间的山间盆地中,水库位于豫、晋、陕三省交界处。区内地形较复杂,地貌类型也较多,除部分黄土低山、黄土丘陵以外,还有较大面积的石质深中山、浅中山、深低山和浅低山。潼关以上的河谷较宽,流经辽阔的渭河平原;潼关以下山岩夹峙,山高沟深,地势陡峻,河谷较窄。库区属暖温带大陆性季风气候,且有高山盆地特征。年平均气温12.8℃~13.9℃,无霜期189~210d,年日照时数2144~2376h,降水多集中在7~9月,多年平均降水量为513~638mm。
1 库区生物多样性及水环境的演变
1.1 库区动植物的分布和种群构成
1.1.1 植物。三门峡水库库区植物区系具有混杂性与过渡性等特点,组成成份较为复杂,与周围区系具有密切联系。据统计,该区天然植物共有318种,隶归225个属,67个科。植物类型可分为丘陵灌丛、丘陵草丛、针叶林和阔叶林4种。农作物以小麦、玉米、谷子、豆类、红薯等为主,经济作物有棉花、芝麻、花生、烟草、麻类等。水库淹没区及库周地区经济树种有桑、花椒、漆树、野山楂。属于珍稀特有植物只有野大豆一种,其它还有一些用材树种资源和牧草资源。
1.1.2 动物。该区在动物地理区划中属于古北界,在中国动物地理区划中属华北区的黄土高原亚区,据统计,库区有兽类25种,鸟类118种,爬行类10种,两栖类6种,共159种。按自然环境分异特点与动物组成特征,该区可划分为4个生态类型:河滩水域动物群,黄土台地草灌丛动物群,低山丘陵森林动物群,居民农垦栽培作物动物群[1]。库区动物具有混杂、渗透等特点,缺乏特有种及大型森林动物,啮齿动物广泛分布,但未发现珍贵兽类,珍贵鸟类有天鹅、鸳鸯、金雕、大鸨等。
1.2 生境退化和生态系统多样性的减少
生境退化、生物多样性下降是库区生物多样性变化的一个重要方面。库区生态环境退化是人地关系长期失调的结果,人类的工农业生产活动对自然的强烈干预和破坏,造成森林锐减、水土流失、土壤瘠薄、环境污染等一系列生态退化问题,结果使生态环境改变和生境质量下降。工程对生物多样性的影响,主要不在于蓄水对物种的消灭,而在于移民迁建、工地建设与开发活动对生物适生生境的破坏性影响(图1)。另外,人类对植被的破坏和对某些动物的直接捕杀,也改变生物间的各种生态联系、能量流动和物质转化途径,使生态平衡和生物多样性遭受破坏。
图1 库区生物多样性减少的主导诱发机制
Fig.1 Dominant induced mechanism of biological diversity decrease in the reservoir district
库区生境的变化趋势主要表现在:(1)陆地范围减少,水域面积增加。这样使得陆生生物的适生生存空间缩小,水生生物的生存空间增加。(2)自然生态系统减少,人为生态系统增加。随着人口的增长、经济的发展和城市化进程的加速,农业生态系统和城镇生态系统将不断取代原有自然生态系统。(3)陆生生境发生逆向演替,生境质量下降。由于土地过垦、过牧和森林砍伐等人类活动的影响,库区生境已经或正发生逆向演替,使整个区域生态系统结构和功能失调,生境日趋单一、脆弱或恶化。
1.3 生物群落的物种组成与数量向贫乏方向演变
从三门峡库区自然生境本底研究来看,库区生物群落与野生动植物资源随着历史演变,在人为干扰下向着贫乏、单一方向演变。总的来说,在库区,森林以及适宜森林的生物种类减少;次生的和人工栽培植被、草灌以及适应农田草灌群落的生物种类增加;珍稀物种数量不断减少。
陆生植物群落的变化除了被淹没的栽培植物与四旁林外,自然植物资源被淹没的有灌丛、草丛、中草药资源及其它经济草灌资源。在距水库较近的库周范围内的秃岭上,会形成结构单纯、种类单调、生长繁茂的植物群落。在峡谷段的石质山丘上,还会形成大果榉、黄楝木等乔木组成的次生林。广大库周地区植被主要在物候相位和植物组成比例上有所变化。
水库的蓄水,使鼠类、草兔的密度在库周地区大大增加,随之以捕食兔类为主的猛禽类的数量也大大增加。另外,鸟的数量会增加,但兽类会减少甚至绝迹。三门峡水库蓄水后,水文条件与环境发生变化,水流变缓、泥沙沉积、透明度增加,饵料生物的种类组成发生了改变,其中,浮游动植物数量增加,底栖生物有一定减少,原有鱼类区系也发生了变化。库区水生生物有所增加,尤其是大量水禽来库栖息,如天鹅、鸳鸯、豆雁、鹈鹕、苍鹰及各种野鸭等。
1.4 水质的变化
据水库水质监测资料统计,三门峡建库前黄河水质均属Ⅰ级。20世纪70年代以后,库区周围一批煤炭、化工、冶炼等厂矿企业相继兴建,它们排放大量的废污水,加上其他污染,水库水质发生了变化。据1986年统计,库区每年接纳工业废水5.93亿t,根据库区各站实测的水质,黄河龙门站入库水质为Ⅰ类;渭河华县站为Ⅲ类;汾河河津站水质污染严重,为Ⅳ类水;潼关站受渭河、汾河污染影响,降为Ⅱ类水;经过三门峡出库的水质,由于水库的稀释和分解作用,净化了水质,达到Ⅰ类水。水质分类标准如表1。
表1 水质分类标准
Tab.1 Standard of water quality classification
分类
适用范围
Ⅰ类适用于源头水、国家自然保护区
Ⅱ类适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区,珍贵鱼类
保护区,鱼虾产卵场等
Ⅲ类适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区,一般鱼类
保护区及游泳区
Ⅳ类适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区
Ⅴ类适用于农业用水区及一般景观要求水域
进入20世纪90年代以后,中小城镇工矿企业蓬勃而起,每年直接向库区排放大量的废污水,加上支流污染物的输入,使库区水质迅速恶化。据统计,库区干流段年接纳废污水总量达17.33亿t,其中,渭河9.81亿t,占56.6%;汾河3.86亿t,占22.3%;宏农涧河1.48亿t,占8.5%;青龙涧河0.971亿t,占5.6%;涑水河0.38亿t,占2.2%;通过其他支流或排污口的废污水年入河量为0.84亿t,占4.8%。可以看出,库区废污水主要来源于渭河,其次为汾河、宏农涧河、青龙涧河和涑水河等[2]。
据1999年黄河流域水环境质量年报,三门峡水质上游龙门站水质全年大部分时间为Ⅳ、Ⅴ类;潼关河段水质全年75%以上时段劣于Ⅴ类,主要污染物为镉、铝、非离子氨、亚硝酸盐氮等;三门峡河段水质全年50%的时段劣于Ⅴ类。
1.5 水库对湿地的影响
湿地是陆地与水面的过渡带,是自然界生物多样性最丰富和人类社会赖以生存发展的发祥之地,它与森林、海洋并列为世界三大生态系统。湿地具有蓄洪防旱、控制土壤侵蚀等多种功能,在调节气候、补充地下水、降解污染等方面也有重要作用。三门峡水库不同于一般的水库,它不是常年蓄水运用,自1973年11月以来,一直采用“蓄清排浑”控制运用方式。水库经过40多年来的运用,已形成了稳定的生态环境系统,水库的蓄水使枯水季节可引黄的水量增多,使库区的沼泽、洼地能经常保持一定的水深,有利于水域生态环境的保护和发展。
黄河湿地的存在,在调节当地径流、控制污染、调节气候、美化环境、保护生物多样性等方面起着重要作用,已成为重要的冬季候鸟栖息地。陕西省最大的湿地位于北纬34°38′,东经110°15′,距西安东北125km的大荔县境内,面积3.9万h,海拔335m。该湿地是黄河、渭河和洛河三河汇合处的一系列河道,河道中有河槽、滩地、沼泽地等分布;在枯水季节,黄河水量小,水位低,水流分散,低滩、嫩滩出露面积大,沼泽湿地分布广,杂草丛生,水生动植物多;有大量的迁徙水禽在此越冬,包括鸬鹚、大白鹭、苍鹭、大天鹅等。河南三门峡库区湿地自然保护区东起三门峡黄河大坝,西至豫陕交界处,南临三灵盆地,北倚山西省的中条山,包括河南的三门峡市、灵宝市和山西省的平陆县,面积约有1.95万h,东西跨度较大,水面宽阔,滩涂及水域饵料丰富,为候鸟栖息、生存提供了极佳的环境,是候鸟迁徙停歇和越冬的天然场所,是国家珍禽白天鹅、鹤类等的栖息地,每年有几万只白天鹅飞临越冬。
2 库区泥沙淤积与库岸崩塌
2.1 库区泥沙淤积及库容变化
由于黄河来沙多,泥沙问题成为三门峡水库最大的问题。1960年9月水库开始蓄水运用,库水位较高,最高达332.58m,回水超过潼关,到1962年3月库区330m高程以下共淤积泥沙15.4亿,潼关高程抬高4.75m。到1970年全库区淤积泥沙55.8亿t,其中,潼关以上库段累计淤积31.5亿t,潼关以下库段淤积24.3亿t。1970年7月潼关水位上升到328.55m;7月以后,随着枢纽改建的完成,汛期坝前水位下降,潼关以下库段改淤为冲,库内泥沙大量冲刷出库,库区泥沙淤积也随之逐渐减少,但潼关以上淤积并没有减少。至1985年,全库区共淤积泥沙42.4亿t,其中,潼关以上淤积30.6亿t,潼关以下淤积11.8亿t。1985年10月,潼关水位维持在326.3m左右,335m高程库容恢复到60.7亿,330m高程库容达到32.2亿(见表2)。
1985年汛后至1989年10月这一时期,来水量来沙量都较少,但由于汛期水量小,洪水次数少,不能充分发挥大流量的冲刷作用,库区泥沙淤积较多,使潼关水位累计上升0.76m,335m高程库容降到59.1亿,330m高程库容降到31.2亿。进入20世纪90年代以后,随着上游水库的投入运用及沿黄工农业用水的增加,入库水沙量发生了很大的变化,汛期来水量进一步减少,非汛期水量占年水量的比例增加,虽然来沙减少了,但汛期大洪水较少,泥沙不能冲刷出库,潼关高程有所升高。至1996年11月,335m高程的库容减少较多,达到47.7亿,而330m高程的库容为31.0亿。到1999年全库区共淤积泥沙57.0亿t(未包括渭河华县以上淤积量),其中,潼关以上淤积42.7亿t,占74.9%;潼关以下淤积14.3亿t,占25.1%[3]。
2.2 库岸崩塌
三门峡水库兴建后,河道普遍淤积抬高,由于库周两岸多由第四纪黄土组成,土质松散、抗冲能力差,在水流冲刷、波浪冲击的双重作用下,高岸经常发生崩塌。在蓄水拦沙期塌岸最为严重,共塌岸1.79亿,塌岸线长193km,塌岸尺度大,分布广。南岸长118km,占总塌岸线长61.14%,塌岸线长且连续;北岸长75km,占总塌岸线长38.86%,塌岸线短且断续。滞洪排沙和蓄清排浑运用期,蓄水位降低,塌岸强度和数量有所减少。据统计,从1960~1996年,库区高岸共塌毁耕地5453,塌失滩地6487,损失机井160眼,损失场、站、码头61个,搬迁人口约1.24万人,塌毁扬水站、机井后,减少水浇地3533。此外,据不完全统计,塌岸造成人身伤亡25人,损失牧畜近100头,砸击船舶12艘,被迫拆迁扬水站35处,多次搬迁横跨黄河的高压线,两岸码头难以固定,村镇公路改线[4]。
为了防治塌岸,减少损失,截至1998年底,库区两岸共修建护岸工程41处,工程长度64.2km。这些工程的修建,使特别严重的塌岸段得到了初步控制,保护了88个村庄、6.32万人、4453耕地、30座机电灌站及24处码头的安全。
3 综合评价及建议
3.1 综合评价
三门峡水库的运用对库区的生态环境带来了显著的影响,使环境演变发生了变化。水库蓄水运用后,曾造成泥沙淤积、塌岸、地下水位升高、地面湿陷、土地盐碱化、水质恶化等一系列不利影响。随着水库运用方式的改变,不利影响有所减弱,但这些不利影响并没有完全消除,有的还有可能加剧。三门峡水库经过40余年的运用,已初步形成依托水库生存发展的工农业格局和生态链,水库2万的水域对库区周边的湿度和气候起着极大的调节作用,已成为库区周边人民生活和生产用水的重要来源,为这一地区的几百万人民提供了良好的生态环境。
三门峡水库是我国建国后兴建的第一个大型水库,移民工作经验不足,重迁轻安,加上当时经济困难,补助标准偏低,安置区的生产条件差。与当地居民和迁移区附近居民相比,经济收入差,生活水平低,温饱问题都无法解决。1986年国家投入大量资金解决移民问题,设立了有偿扶持专项资金,实行低息贷款,有偿扶持移民生产开发项目,增强了移民的自我造血功能,改善了移民的生产生活条件[5]。为了更好的改善库区的生态环境,对今后库区的治理提出如下建议。
3.2 建议
3.2.1 控制水污染,加强水资源的管理和保护。三门峡水库运用后,库区蓄水可增大库区水环境稀释自净能力,对改善该区段水质有一定作用。但随着库周及上游地区社会经济的发展,汾、渭河污染已十分严重,影响当地工农业生产与人民生活,成为制约社会经济发展的重要因素。因此,应加强库区污染源的监控,严格控制新污染源的增加;加大水环境保护投资力度,积极开展库区水污染控制的综合防治;综合运用水利工程,调节河道流量,改善库区水质;强化水资源统一管理和保护。
3.2.2 加强联合调度,进一步改善生态环境。三门峡水库内由于近年来的枯水枯沙,累计淤积量较大,潼关水位居高不下,库区洪水、冰凌灾害威胁严重。而小浪底水库初期阶段运用时间长达30年,其调节库容及其对黄河下游的防洪、防凌和径流调节能力由大到小,呈递减趋势。因此,应充分利用小浪底水库运用初期阶段的72.5亿的淤积库容,改变三门峡水库的运用方式,与小浪底水库联合运用,将三门峡库区的泥沙,特别是坝前粗沙冲到小浪底淤积库容内,以尽快降低潼关高程,改善库区的生态环境。
3.2.3 解决好移民问题,加快库区的治理。三门峡水库的移民问题,在国内众多老水库中具有一定的代表性。移民问题的处理,关键在于国家和地方政府的重视和支持,库区各县(市)、乡政府在物资、资金、人才、科技等方面积极配合,并建立与移民工作相适应的管理体制,才能处理好移民问题。走开发性移民之路,扶持移民发展生产,将他们引上商品经济发展之路,是解决贫困移民问题的关键,要继续执行对移民的各种优惠政策。另外,还要加快三门峡库区(潼关至大坝段)、小北干流和渭河的治理工作,以解决防洪安全问题。
收稿日期:2003-01-05;修回日期:2003-07-15